等离子体处理的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造领域技术，尤其涉及一种等离子体处理的方法。
【背景技术】
[0002]用于集成电路的制造的等离子体处理工艺中包括等离子体沉积工艺、和等离子体刻蚀工艺等。所述等离子体处理工艺的原理包括:使用射频功率源驱动等离子体发生装置(例如电感耦合线圈)产生较强的高频交变磁场，使得低压的反应气体被电离产生等离子体。等离子体中含有大量的电子、离子、激发态的原子、分子和自由基等活性粒子，所述活性粒子可以和待处理晶圆的表面发生多种物理和化学反应，使得晶圆表面的形貌发生改变，即完成等离子体处理工艺。另外，所述活性离子比常规的气态反应物具有更高的活性，可以促进反应气体间的化学反应，即可以实现等离子体增强型化学气相沉积(PECVD)。
[0003]以电感親合等离子体处理(ICP，Inductively Coupled Plasma)装置为例，请参考图1，现有的电感耦合等离子体处理装置，包括:反应腔10 ;位于所述反应腔10内的晶圆载台11，用于承载和固定晶圆14 ;设置于反应腔10顶部的电感耦合线圈12，用于使反应气体激发为等离子体；通过阻抗匹配单元15与电感耦合线圈12连接的电源13，用于向所述电感耦合线圈12提供射频功率。
[0004]在所述电感耦合等离子体处理装置工作时，所述电源13通过阻抗匹配单元15向电感耦合线圈12提供射频功率信号，且所述射频功率信号为脉冲信号，使得所述电感耦合线圈12能够产生磁场。被输入至反应腔10的反应气体被所述电感耦合线圈12产生的磁场电离，能够形成等离子体。以刻蚀工艺为例，在所述晶圆载台11被施加偏压，所述等离子体受到所述晶圆载台11的偏压影响而向晶圆14轰击，从而实现对晶圆14的刻蚀。
[0005]然而，在现有的等离子体处理工艺中，等离子体的稳定性较差，容易造成等离子体处理的结果不良。
【发明内容】
[0006]本发明解决的问题是提供一种等离子体处理的方法，使等离子体的稳定性改善，等离子体处理的质量提高。
[0007]为解决上述问题，本发明提供一种等离子体处理的方法，包括:提供待处理基底、等离子体处理装置以及外部控制单元，所述等离子体处理装置具有可变频功率源，所述外部控制单元与可变频功率源连接，所述待处理基底置于等离子体处理装置的反应腔内；预先获取第一频率，所述第一频率为第一等离子体处理过程中，可变频功率源与反应腔阻抗匹配时可变频功率源的输出频率；预先获取第二频率，所述第二频率为第二等离子体处理过程中，可变频功率源与反应腔阻抗匹配时可变频功率源的输出频率；对所述待处理基底进行第一等离子体处理，通入第一反应气体到反应腔内，可变频功率源输出第一射频功率到反应腔，同时通过外部控制单元使可变频功率源的输出频率为第一频率，使可变频功率源与反应腔阻抗匹配；进行所述第一等离子体处理后，对所述待处理基底进行第二等离子体处理，通入第二反应气体到反应腔内，可变频功率源输出第二射频功率到反应腔，同时通过外部控制单元使可变频功率源的输出频率为第二频率，使可变频功率源与反应腔阻抗匹配。
[0008]可选的，所述等离子体处理包括依次循环进行的第一等离子体处理以及第二等离子体处理。
[0009]可选的，还包括:提供阻抗匹配单元，所述阻抗匹配单元连接在等离子体处理装置的可变频功率源和等离子体发生器之间。
[0010]可选的，在所述第一等离子体处理过程中，禁用所述阻抗匹配单元；在所述第二等离子体处理过程中，禁用所述阻抗匹配单元。
[0011]可选的，获取所述第一频率的方法为:对所述待处理基底进行第一预等离子体处理，通入第一反应气体到反应腔内，可变频功率源输出第一射频功率到反应腔，所述阻抗匹配单元为自动调频模式，通过所述阻抗匹配单元自动调节可变频功率源的输出频率为第一频率，使可变频功率源与反应腔阻抗匹配。
[0012]可选的，所述第一等离子体处理和第一预等离子体处理的第一反应气体种类相同；所述第一等离子体处理和第一预等离子体处理的气压相同；所述第一等离子体处理和第一预等离子体处理的第一射频功率相同。
[0013]可选的，获取所述第二频率的方法为:对所述待处理基底进行第二预等离子体处理，通入第二反应气体到反应腔内，可变频功率源输出第二射频功率到反应腔，所述阻抗匹配单元为自动调频模式，通过所述阻抗匹配单元自动调节可变频功率源的输出频率为第二频率，使可变频功率源与反应腔阻抗匹配。
[0014]可选的，所述第二等离子体处理和第二预等离子体处理的第二反应气体种类相同；所述第二等离子体处理和第二预等离子体处理的气压相同；所述第二等离子体处理和第二预等离子体处理的第二射频功率相同。
[0015]可选的，所述第一反应气体和第二反应气体的种类不同。
[0016]可选的，所述第一射频功率和第二射频功率不同。
[0017]可选的，所述第一等离子体处理和第二等离子体处理的气压不同。
[0018]可选的，还包括:用于输出偏置功率的偏置功率源，所述偏置功率适于调节待处理基底的偏压。
[0019]可选的，所述第一等离子体处理的时长小于I秒；所述第二等离子体处理的时长小于I秒。
[0020]与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点:
[0021]本发明预先获取了第一等离子体处理过程中，与反应腔阻抗匹配的可变频功率源的输出频率为第一频率，预先获取了第二等离子体处理过程中，与反应腔阻抗匹配的可变频功率源的输出频率为第二频率；因此在第一等离子体处理过程中，通过外部控制单元使可变频功率源输出频率为第一频率，因此在第一等离子体处理过程中可变频功率源与反应腔阻抗匹配，且第一等离子体处理过程中可变频功率源的输出频率保持稳定，避免可变频功率源的输出频率剧烈波动，从而防止反应腔内的等离子体不稳定或者等离子体熄灭。在第二等离子体过程中，通过外部控制单元可变频功率源输出频率为第二频率，因此在第二等离子体处理过程中可变频功率源与反应腔阻抗匹配，且第二等离子体处理过程中可变频功率源的输出频率保持稳定，避免可变频功率源的输出频率剧烈波动。并且，在第一等离子体处理过程转变为第二等离子体处理过程时，可变频功率源的输出频率由第一频率平稳的变化为第二频率，避免在第一等离子体处理变为第二等离子体处理的过渡阶段发生输出频率突变的问题，避免自动匹配模式下的可变频功率源的输出频率发生剧烈波动，保证了等离子体持续点燃，从而改善等离子体的稳定性，使等离子体处理的质量提高。
[0022]进一步，获取第一频率的方法为:对所述待处理基底进行第一预等离子体处理，通入第一反应气体到反应腔内，可变频功率源输出第一射频功率到反应腔，所述阻抗匹配单元为自动调频模式，通过所述阻抗匹配单元自动调节可变频功率源的输出频率为第一频率，使可变频功率源与反应腔阻抗匹配。采用本发明提供的方法获取的第一频率的准确性高，使得在第一等离子体处理过程中，当可变频功率源的输出频率为第一频率时，可变频功率源与反应腔阻抗匹配。
[0023]进一步，获取第二频率的方法为:对所述待处理基底进行第二预等离子体处理，通入第二反应气体到反应腔内，可变频功率源输出第二射频功率到反应腔，所述阻抗匹配单元为自动调频模式，通过所述阻抗匹配单元自动调节可变频功率源的输出频率为第二频率，使可变频功率源与反应腔阻抗匹配。采用本发明提供的方法获取的第二频率的准确性高，使得在第二等离子体处理过程中，当可变频功率源的输出频率为第二频率时，可变频功率源与反应腔阻抗匹配。
【附图说明】
[0024]图1为电感耦合等离子体处理装置的截面结构示意图；
[0025]图2为等离子体连